Cara Merancang Robot Mudah Menggunakan Linux

Setelah memasang ROS, anda mungkin mahu membina robot. Cara yang baik untuk berjaya dalam projek ini adalah dengan merancang apa yang anda mahu lakukan. Dalam kes ini, ROS membantu. Dengan ROS, anda boleh menyiapkan apa yang telah anda bina dan menggambarkan keseluruhannya. Semasa bekerja dengan robot, akan ada banyak senario yang mungkin perlu anda pertimbangkan. Robot mesti berinteraksi dengan persekitaran, seperti menghindari sofa dan mencari jalan pulang dari dapur. Robot juga harus mempunyai lengan dan kaki jika keperluan anda memerlukannya. Anda boleh mensimulasikan semua ini menggunakan ROS, dan untuk bahagian pengkodan, anda juga dapat mensimulasikan dalaman sistem anda.

Bagaimana Anda Membangun Robot ROS?

Agar sistem berfungsi dengan baik, dan agar anda dapat mengikuti apa yang akan dilakukan oleh peranti dalam situasi tertentu, anda memerlukan definisi standard untuk setiap bahagian. Dalam ROS, komponen ini adalah nod, perkhidmatan, dan topik. Ringkasnya, anda membuat satu nod untuk setiap keperluan utama. Sebagai contoh, gerakan adalah satu simpul, penglihatan adalah simpul yang lain, dan perancangan adalah simpul ketiga. Nod mengandungi perkhidmatan yang dapat menghantar maklumat ke nod lain, dan perkhidmatan juga dapat menangani permintaan dan respons. Topik boleh menyiarkan nilai ke banyak nod lain. Memahami syarat-syarat ini dan cara penggunaannya adalah kunci pertama untuk menguasai pembangunan ROS2.

Meniru Navigasi dengan turtlesim

Semasa memulakan di ROS, anda mungkin akan membeli robot yang berjalan atau bergolek di rumah anda. Untuk melakukan ini, robot perlu melihat kawasan yang dilayari. Untuk melakukan ini, anda boleh menggunakan aplikasi seperti peta untuk menguji tingkah laku robot anda. Pereka di belakang Turtlebot telah hadir dengan aplikasi, yang disebut turtlesim, yang dapat melakukan ini untuk anda. Seperti semua bahagian lain dari ROS2, anda boleh memulakan alat ini dengan sub-perintah dari baris perintah. Anda kemudian mempunyai aktiviti untuk pelbagai fungsi. Bahagian pertama adalah untuk memulakan tetingkap di mana anda dapat melihat simulasi, dan ini dipanggil simpul.

$ ros2 menjalankan turtlesimn turtlesimnode

Tingkap akan muncul dengan Penyu di tengah. Untuk mengawal penyu dengan papan kekunci anda, anda mesti menjalankan perintah kedua yang tetap terbuka dan terus menekan kekunci tertentu. Ini adalah simpul kedua yang berkomunikasi dengan yang pertama.

$ ros2 menjalankan turtlesim turtleteleopkey

Sekarang, anda boleh menggerakkan kura-kura dan melihat bagaimana ia bergerak. Anda juga mungkin mendapat kesilapan, seperti memukul dinding. Kesalahan ini muncul di terminal di mana turtlesimnode berjalan. Ini adalah penggunaan modul simulasi yang paling mudah. Anda juga dapat menjalankan bentuk yang diberikan, kotak disediakan, dan menambah lebih banyak penyu. Untuk menambahkan lebih banyak kura-kura, anda boleh menggunakan perintah rqt.

Tentukan Perkhidmatan dengan rqt

Program rqt menyediakan perkhidmatan untuk simulasi. Q bermaksud Qt, iaitu untuk mengendalikan antara muka. Dalam contoh ini, anda menghasilkan kura-kura baru.

$ rqt

Antara muka rqt adalah senarai panjang perkhidmatan untuk simulasi yang anda jalankan. Untuk membuat penyu baru, pilih menu drop-down 'spawn', beri nama baru kepada penyu, dan klik 'panggil.'Anda akan segera melihat penyu baru di sebelah yang pertama. Sekiranya anda mengklik menu drop-down 'spawn', anda juga akan melihat sekumpulan entri baru yang berkaitan dengan kura-kura yang baru dilahirkan.

Anda juga dapat memetakan semula perintah untuk menjalankan penyu baru. Perintah untuk melakukannya adalah seperti berikut:

$ ros2 run turtlesim turtleteleopkey -ros-args -remap turtle1 / cmdvel: = turtle2 / cmdvel

Tetapkan nama 'turtle2,' mengikut pilihan anda sebelumnya.

Paparan Lanjutan dengan Rviz

Untuk tontonan yang lebih maju dan 3D, gunakan rviz. Pakej ini mensimulasikan semua nod dalam reka bentuk anda.

$ ros2 jalankan rviz2 rviz2

Dalam antara muka grafik, anda mempunyai tiga panel, dengan pandangan di tengah. Anda boleh membina persekitaran menggunakan panel 'Paparan'. Anda boleh menambah dinding, kekuatan angin dan sifat fizikal yang lain. Di sinilah anda menambahkan robot anda.

Ketahuilah bahawa sebelum anda sampai ke tahap ini, anda perlu memahami cara menggunakan format URDF. Format URDF menentukan robot, yang membolehkan anda mengatur badan, lengan, kaki, dan, di atas semua, zon perlanggaran. Zon perlanggaran ada di sana sehingga simulasi dapat memutuskan sama ada robot itu bertembung.

Mempelajari cara membuat robot dalam format URDF adalah projek besar, jadi gunakan kod sumber terbuka yang ada untuk bereksperimen dengan emulator.

Simulasi Fizik dengan Gazebo

Di Gazebo, anda dapat mensimulasikan fizik persekitaran di sekitar robot anda. Gazebo adalah program pelengkap yang berfungsi dengan baik bersama rviz. Dengan Gazebo, anda dapat melihat apa yang sebenarnya berlaku; dengan rviz, anda terus mengetahui apa yang dikesan oleh robot. Apabila perisian anda mengesan dinding yang tidak ada, Gazebo akan menunjukkan kosong dan rviz akan menunjukkan di mana dalam kod anda dinding dibuat.

Kesimpulannya

Simulasi robot anda dan persekitarannya adalah perlu untuk mencari bug dan memberikan peningkatan yang diperlukan dalam operasi robot anda sebelum anda meletakkannya di alam liar. Ini adalah proses yang membosankan yang berlanjutan lama setelah anda mula menguji bot, baik dalam lingkungan terkawal dan kehidupan nyata. Dengan pengetahuan yang mencukupi mengenai infrastruktur sistem dalaman robot anda, anda dapat memahami apa yang telah anda lakukan dengan betul dan salah. Belajar dengan cepat untuk menghargai semua kesalahan yang anda dapati, kerana ia dapat menjadikan sistem anda lebih kuat dalam jangka masa panjang.